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出版者:中国建筑

作者:丁春静

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2007-12

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787112091751

丛书系列:

图书标签:

• 建筑材料
• 建筑构造
• 建筑工程
• 土木工程
• 建筑学
• 工程技术
• 材料科学
• 结构设计
• 施工技术
• 绿色建筑

建筑材料与构造：探索材料的科学与工程应用 前言 建筑是人类文明的物质载体，从古老的金字塔到现代的摩天大楼，建筑的演进始终与材料的进步息息相关。本书《建筑材料与构造》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索构成现代建筑的各类材料的科学基础、工程特性、制造工艺及其在实际结构设计与施工中的应用。我们不着眼于对既有知识的简单罗列，而是致力于构建一个从微观到宏观、从理论到实践的知识体系，帮助读者理解为何某些材料适用于特定环境，以及如何通过科学的方法优化建筑性能。 第一部分：材料的本源与基础科学 本部分是理解后续所有建筑材料应用的基础。我们首先探讨材料科学的基石——原子结构、晶体学以及材料的微观组织对宏观性能的影响。 第一章：材料科学基础 原子键合与晶体结构： 深入分析离子键、共价键、金属键和范德华力在不同材料中的作用机制。讨论晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）如何影响材料的力学、电学和热学性能。 相变与热力学： 阐述材料在不同温度和压力下的相图，重点关注固-固相变对材料稳定性和耐久性的意义。 材料的性能表征： 详细介绍静态与动态力学性能测试方法，如拉伸、压缩、弯曲、冲击韧性测试，以及蠕变与疲劳行为的分析。 第二章：无机非金属材料的化学基础 本章聚焦于硅酸盐化学在建筑材料中的核心地位。 硅氧四面体网络： 剖析玻璃、陶瓷和水泥体系中硅氧四面体如何构成三维网络结构，及其对材料强度和化学稳定性的贡献。 水化反应动力学： 详细研究水泥与水反应过程中的化学平衡、反应速率控制因素以及水化产物的微观形貌（如C-S-H凝胶的形成机理）。 第二部分：核心结构材料的深入剖析 本部分是全书的重点，涵盖了现代土木工程中最关键的三大类结构材料：混凝土、钢材和木材。 第三章：高性能混凝土材料体系 混凝土是应用最广泛的复合材料，其性能优化是当前工程研究的热点。 骨料的选择与级配设计： 探讨粗骨料和细骨料对混凝土工作性、密实度和长期耐久性的影响。特殊骨料（如轻质骨料、超高密度骨料）的应用场景。 胶凝体系的创新： 除了波特兰水泥，深入分析火山灰火山灰质材料（如粉煤灰、硅灰）作为活性混合材料对降低水化热、提高抗渗透性的作用。研究地聚合物混凝土的化学基础与环境友好性。 外加剂的功能与机理： 精确阐述高效减水剂、缓凝剂、引气剂等化学添加剂对混凝土拌合物流变性、凝结时间和最终强度的调控作用。 早期性能控制与裂缝预防： 关注混凝土的塑性收缩、干燥收缩机理，以及如何通过合理的配合比设计和养护措施控制微裂缝的产生。 第四章：结构钢材的冶金与力学行为 钢材以其高强度和延展性成为关键承重构件的首选材料。 碳钢与合金钢的微观结构： 阐述碳含量对铁素体、珠光体组织的影响，以及锰、硅、镍、铬等合金元素在钢材强化和韧化中的作用。 热处理工艺对性能的影响： 详细介绍退火、正火、淬火和回火等热处理过程如何改变钢材的晶体结构和力学性能，以满足特定工程需求（如高屈服强度钢）。 焊接过程的材料科学： 分析焊接热影响区（HAZ）的冶金变化和残余应力形成机制，这是结构钢材失效分析的关键点。 耐候性与腐蚀防护： 探讨大气腐蚀机理，以及耐候钢（Corten Steel）表面钝化膜的形成过程，以及电化学保护技术在海洋结构中的应用。 第五章：木材的生物力学与工程应用 木材作为可再生资源，其独特的各向异性需要特殊的工程处理。 木材的解剖结构与力学各向异性： 分析管胞结构与细胞壁组成（纤维素、半纤维素、木质素）如何决定木材沿纹理、径向和弦向的不同力学响应。 木材的改性技术： 探讨热处理、化学浸渍（如铜铬砷处理的替代品）和高压改性技术如何提高木材的尺寸稳定性、抗腐蚀性和防火性能。 工程木产品： 深入研究胶合木（Glulam）、正交胶合木（CLT）的制造工艺、胶合界面的应力传递机制以及结构设计规范。 第三部分：功能性与辅助建筑材料 现代建筑对材料的要求已超越承重，更注重热工、声学、防火及美观性能。 第六章：热工与声学材料 传热机理与隔热材料： 讨论导热、对流和辐射在建筑围护结构中的传热过程。分析泡沫塑料、矿棉、真空绝热板等材料的微孔结构如何有效阻碍热传递。 吸声与隔声材料： 区分材料对空气声的吸收（多孔材料的微孔共振）和对固体结构的隔绝（质量定律与阻尼特性）。 第七章：饰面与保护性材料 涂料与保护系统： 探讨高分子化学在建筑涂料中的应用，包括防紫外线、耐磨损和自清洁涂层的开发。 砌筑材料的构造细节： 砖、砌块的吸水率、抗压强度及其砂浆接缝的耐久性设计。 第四部分：材料的构造应用与耐久性 本部分将材料的微观属性与宏观的结构构造要求相结合。 第八章：结构构造连接与节点设计 材料在连接处的性能往往成为整体结构的薄弱环节。 钢结构节点分析： 螺栓连接的承载力计算，焊缝的疲劳寿命评估，以及连接件在轴力、剪力和力矩共同作用下的应力分布。 混凝土与钢筋的界面行为： 深入研究混凝土的粘结滑移模型，钢筋锚固长度的确定，以及箍筋和拉筋对混凝土抗剪性能的约束作用。 第九章：建筑材料的长期耐久性 材料的老化和失效是决定建筑寿命的关键因素。 钢筋锈蚀的电化学模型： 阐述氯离子侵入和碳化作用对钢筋钝化膜的破坏机理，以及如何通过提高混凝土的密实度和使用阻锈剂来延缓锈胀破坏。 冻融循环的损伤机理： 研究水中冰的体积膨胀对多孔材料（如混凝土、石材）内部微裂纹的扩展过程及其预防措施。 材料的生命周期评估（LCA）： 从材料的开采、生产、使用到废弃的整个过程对环境影响的量化分析，指导可持续的材料选择。 结语 《建筑材料与构造》提供了一套严谨的、面向未来的知识框架。成功的建筑设计不仅依赖于结构力学的计算，更需要对材料的“脾气”了如指掌。本书强调跨学科思维，将化学、物理学原理应用于工程实践，旨在培养新一代能够应对复杂环境挑战和可持续发展要求的工程师与设计师。

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说实话，我对技术书籍的要求通常很高，不仅要求内容准确权威，更要求逻辑清晰、排版得当。这本《建筑材料与构造》在装帧设计上就给了我一个惊喜。它的开本适中，拿在手里很有分量感，但翻阅起来却非常顺手。更值得称赞的是它的插图和照片质量。很多材料的书籍，插图都是那种简单的线条勾勒，根本看不出细节。但这本的配图，无论是宏观的结构节点大样图，还是微观的材料晶体结构照片，都清晰锐利，色彩还原度极高。例如，在介绍钢筋的疲劳性能时，书中展示了几张不同应力循环下钢筋断口的电镜照片，那种细微的裂纹扩展路径清晰可见，让我瞬间理解了为什么疲劳破坏如此危险。这种视觉上的冲击力和信息量的密度，是其他同类书籍难以企及的。我甚至会偶尔把它当作工具书来查阅特定材料的物理性能指标，因为它查找起来非常方便，索引做得非常到位，几乎所有关键术语都有明确的页码指向。

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这本书的作者团队显然是集合了理论研究和一线工程经验的精英。从内容的广度来看，它几乎涵盖了现代土木工程领域所有主流的结构和非结构材料，从传统的砖石、木材，到现代的钢结构、复合材料，无所不包。但更难得的是它的“平衡感”。它没有因为追求新颖而忽略了基础的经典理论，也没有因为强调规范而变得死板。比如，在介绍地基处理技术时，它能将传统的换填压实与现代的深层搅拌桩技术并列讨论，并清晰对比两者的适用条件和经济性分析。这种全面而又深入的论述方式，让这本书成为了一个非常强大的知识库。无论是作为大学生的教材，还是作为工程师的案头参考书，它都能提供可靠、系统且实用的指导，极大地提升了专业人员解决复杂工程问题的能力。

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这本《建筑材料与构造》简直是为我量身定做的宝典！我之前在学校里学那些理论知识的时候，总觉得枯燥乏味，书本上的图示也有些抽象，真正到了工地实习，面对那些五花八门的材料和结构节点时，脑子里一片空白。但这本书不一样，它仿佛有一双魔术般的手，把那些晦涩难懂的知识点掰开了、揉碎了，用最直观的方式呈现出来。尤其是关于混凝土配合比的章节，我以前总是记不住各种参数的影响，这本书里不仅有详细的计算公式，还配有大量的实际案例分析，甚至连不同气候条件下施工的注意事项都考虑进去了。读完这一部分，我感觉自己对如何配制出满足特定强度和耐久性要求的混凝土心中有数了，这对于一个初入行的工程师来说，简直是信心大增的强心剂。而且，书中对新型环保材料的介绍也特别及时，比如关于再生骨料和高性能纤维混凝土的描述，让我对未来的绿色建筑方向有了更清晰的认识。这本书不只是教科书，更像是一位经验丰富的老师傅在手把手地教你如何真正做好工程。

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作为一名长期从事既有建筑改造的设计师，我对材料的耐久性和老化机理非常关注。许多新材料固然性能优异，但在二十年、五十年后的长期表现如何，往往是业主最关心的问题。我特别欣赏《建筑材料与构造》中关于材料老化和劣化机制的探讨。书中对钢筋锈蚀的电化学原理、木材的腐朽过程、以及外墙饰面材料的冻融循环影响，都有深入浅出的分析。它不是简单地告诉你“这种材料不耐用”，而是解释了“为什么不耐用”，以及我们应该采取哪些构造措施来延缓这种劣化。这使得我在进行改造设计时，能够更有针对性地选择材料和提出保护方案，而不是盲目追求最新的、可能尚未经过时间考验的技术。这本书的深度，已经超越了初级教材的范畴，更接近于一本专业的材料性能研究手册。

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我一直觉得，建筑构造是理论和实践之间最难以逾越的鸿沟。我们学了材料强度，但如何将这些材料巧妙地组织起来，形成一个稳定、安全、美观的实体，才是真正的学问。这本书在这方面做得极为出色。它没有停留在简单的构件介绍，而是深入到了复杂的体系连接。比如，关于幕墙系统的抗风压设计和防水构造，书中不仅分析了不同支架体系的受力特点，还详细绘制了不同防水层搭接的详图，甚至标注了关键部位的密封胶类型和施工工艺要求。读到关于楼板与剪力墙节点大样的时候，我甚至能想象出工人在现场进行绑扎和支模的具体场景。这种“沉浸式”的学习体验，让我感到自己不再是孤立地学习知识点，而是真正参与到了建筑的“编织”过程中。它教会我的，是如何像一个结构工程师那样去思考，而不是仅仅记住规范。

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